Cell封面 | Did Liu再取新突破:不需要动手实验,就能知道基因编辑的结果

2021-12-27 06:53:42 来源:
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尽管胺基酸出版人器被为广泛可用远距离点基因,但是尽快胺基酸出版人结果的因素唯不十分清楚。

2020年7月末23日,卢卡数据深入所长Did R. Liu的团队在Cell 因特网登载篇文章“Determinants of Base Editing Outcomes from Target Library Analysis and Machine Learning”的数据深入研究论文,该数据深入研究在哺乳动物巨噬细胞之中38,538个基因数列导入索科利夫卡上举例来说了11个甲基化和甘氨酸胺基酸出版人器(CBE和ABE)的数列-活官能联系,并可用给与结果专业训练了BE-Hive,这是一种自然语言处理建模,可正确地得出结论胺基酸出版人官能状结果(R ≈0.9)和效率(R≈0.7)。

数据深入研究其他部门以≥90%的正确地度显然了3388个与疾病相关的SNV,其之中最主要675个表型,其“旁观者”核苷酸被BE-Hive正确得出结论,因此未出版人。该数据深入研究注意到了在此之前未得出结论的C-to-G或C-to-A出版人的尽快因素,并借助这些注意到以≥90%的正确地官能显然了174个病原官能SNV的编码数列。最终,该数据深入研究借助BE-Hive的见识来设计者新颖的CBE专有名词,以可调出版人结果。这些注意到启迪了胺基酸出版人,实现了在此之前难以检视的远距离的出版人,并为新的基础出版人器发放了改进的出版人功能。

另外,2020年7月末8日,卢卡数据深入所长Did R. Liu及亚利桑那大学该学院Joseph D. Mougous共同无线通讯在Nature 因特网登载篇文章“A bacterial cytidine deaminase toxin enables CRISPR-free mitochondrial base editing”的数据深入研究论文,该数据深入研究描述了一种细菌时有毒素,将其命名为DddA,它可以催化dsDNA之中胞苷的脱氨。该数据深入研究设计者了有剧毒且无活官能的split-DddA半分子:DddA分割的一部分糖蛋白(磷酸化激活子样效应子阵列蛋白质)和尿嘧啶糖基化酶抑制剂的融合,产生了无RNA的DddA独有的甲基化胺基酸出版人器(DdCBE),可催化人mtDNA之中的C?G到T?A转化,兼具高索科利夫卡特异官能和产品。该数据深入研究可用DdCBEs建模人类巨噬细胞之中与疾病相关的mtDNA基因,从而所致呼吸速率和氧化磷酸化的改变。不含CRISPR的DdCBE可以精确操纵mtDNA,而不是除去因被凋亡核酸酶切割而产生的mtDNA拷贝,这对线粒质疾病的数据深入研究和潜在治疗兼具为广泛的象征意义。

2020年6月末29日,卢卡数据深入所长Did Liu在Nature Biotechnology 因特网登载篇文章“Programmable m6A modification of cellular RNAs with a Cas13-directed methyltransferase”的数据深入研究论文,该数据深入研究证明了兼具截短的METTL3甲基转移酶糖蛋白或者是METTL3:METTL14甲基转移酶复合物与核适配dCas13融合质,可以对巨噬细胞质RNA顺利进行特异官能m6A含有,而前者的融合蛋白质脱靶活官能特别较低。区域性多个碱基的独立巨噬细胞测定法证实,这种凋亡RNA甲基化(TRM)的系统以高特异官能介导了有效的m6A装上在内源RNA磷酸化物之中。最终,该数据深入研究表明TRM可以诱导m6A介导的磷酸化本丰度变化和为了让官能后期制作。这些注意到将TRM确立为可用凋亡磷酸化组工程的辅助工具,可以揭示单个m6A省略的起到并深入研究其功能起到。

2020年6月末22日,卢卡数据深入所长Did Liu的团队在Nature Biotechnology 因特网登载篇文章“Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors”的概述短文,该概述首先描述已举例来说的Cas9和Cas12核酸酶的天然变异质,并详细介绍兼具拓展的凋亡范围和特异官能的Cas9和Cas12核酸酶变异质的整合。再一,该概述讨论胺基酸出版人器的整合和应用于,这些出版人器可精确装上点基因而无须双链DNA断裂(DSB)或供质DNA模板。最终,该概述揭示了新兴的CRISPR–Cas基因数列出版人辅助工具,最主要介导大片段DNA重排的Cas转座子和重组酶,以及主要出版人器,它们以摒弃原始DNA数列的方式为直接将出版人后的数列复制到远距离DNA碱基。

基因数列DNA之中凋亡核苷酸的出版人是数据深入研究和治疗应用于的一项关键功能。单核苷酸专有名词(SNV)有约占据信致病表型的一半,因此有针对官能的点基因可以有助于遗传病的数据深入研究或潜在治疗。在此之前,数据深入研究其他部门整合了甲基化胺基酸出版人器(CBE)和甘氨酸胺基酸出版人器(ABE),它们共同实现了所有四个过渡点基因的凋亡(C→T,T→C,A→G ,以及G→A),并兼具较高的为了让摒弃率与不为了让的插入和缺失(indels)百分比。

胺基酸出版人的实用官能启迪了兼具不同属官能的胺基酸出版人器专有名词的整合。迄今为止,通过深入研究少量基因数列碱基的出版人结果来收集这些属官能,多半为了让这些碱基与之前的基因数列出版人数据深入研究相一致。但是,胺基酸出版人器和远距离数列之时有的相互起到会以复杂的,有时是不直观的方式为影响出版人结果。结果,获得兼具所需效率的所需官能状多半需要对每个索科利夫卡顺利进行胺基酸出版人和单一路上RNA(sgRNA)为了让的经验优化。

某些不适合可用胺基酸出版人的规范准则的可行远距离可能会被忽略,因为可用远距离为了让的简单准则未完全猎捕胺基酸出版人的范围。对胺基酸出版人的数列和脱氨酶尽快因素顺利进行的系统,全面的深入研究将增强我们对胺基酸出版人器的解读,有助于它们在精确出版人应用于程序之中的可用,并指导新的胺基酸出版人器的整合。

短文模式图(图取自Cell )

在这项数据深入研究之中,数据深入研究其他部门整合了包含38,538对sgRNA和靶数列对的创刊号,并将它们导入到三种哺乳动物巨噬细胞多种类型的基因数列之中,以全面举例来说8种风行CBE和ABE的胺基酸出版人结果和数列-活官能联系。数据深入研究其他部门深入研究了脱氨酶,数列背景和巨噬细胞多种类型在相符胺基酸出版人产生的官能状之中的起到,并整合了一种自然语言处理建模,可以在任何远距离位置正确地得出结论胺基酸出版人结果,最主要许多在此之前不可得出结论的特征。

借助给与个人信息,数据深入研究其他部门应用于了各种胺基酸出版人器(最主要最先设计者的专有名词),将3388个与疾病相关的SNV的官能状和2399个编码数列正确地地校准为野生型(≥90%的精度),最主要通过非规范的胺基酸出版人结果。这些注意到最大限度扩展了我们对胺基酸出版人的解读,并揭示了新的和之前描述的胺基酸出版人器的新功能。

原始出处:

Andrew V. Anzalone, Luke W. Koblan & Did R. Liu, et.al. Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors. Nature Biotechnology volume 38, pages824–844(2020)

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